Ungleiche allelische Expression (von Zelle zu Zelle) als Pathomechanismus für Hypertrophe Kardiomyopathie

 

Forschungsschwerpunkt

Wir untersuchen die ungleiche Expression von Wildtyp- und mutiertem Allel in heterozygoten Patienten mit Hypertropher Kardiomyopathie als möglichen Pathomechanismus.

In vorangegangenen Arbeiten konnte in unserer Abteilung gezeigt werden, dass Kardiomyozyten eines Patienten bei der gleichen Calciumkonzentration stark unterschiedliche Kräfte generieren. Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass diese funktionelle Variabilität zwischen benachbarten Kardiomyozyten das zelluläre Netzwerk des Myokards zerstört und dadurch zu typischen Merkmalen der HCM wie zelluläres und myofibrilläres Disarray, Hypertrophie und Fibrose führt („contractile imbalance“ Hypothese).

Ein besonderer Fokus unserer Arbeitsgruppe liegt auf der Untersuchung der molekularen Grundlage der „contractile imbalance“. Dazu analysieren wir die allelspezifische Expression in einzelnen Kardiomyozyten aus Gewebeschnitten von HCM-Patienten und herzgesunden Kontrollen und in humanen induzierten pluripotenten Stammzellen. Wir konnten zeigen, dass einzelne Kardiomyozyten stark unterschiedliche Anteile an mutierter zu Wildtyp-mRNA exprimieren. Darüber hinaus visualisieren wir aktive Transkriptionstellen in einzelnen Zellkernen, um zu überprüfen, ob eine stochastische und unabhängige Expression der Allele der ungleichen allelischen Expression von Zellen zu Zelle zugrunde liegt. Um eine longitudinale Analyse der contractile imbalance und der zugrundeliegenden Mechanismen zu erforschen und um mögliche therapeutische Ansätze zu testen, arbeiten wir darüber hinaus an der Generierung eines genomeditierten Schweins mittels CRISPR/Cas9 als Großtiermodell für HCM.